面向农村的数字化资源服务系统设计与实现

陈建中　杨帆

摘要：依托数字图书馆海量电子资源，开发面向农村的基于Ｗｅｂ的数字化服务平台的系统架构，通过整合涉农的书刊及特色资源，设计了多站点的远程更新和多用户实时访问方式，以提供适合农村用户信息需求和使用习惯的可视化、智能化及个性化信息服务模式，系统基本建成并在省域范围推广应用，达到了预期效果。

关键词：基于Ｗｅｂ；面向农村；可视化、智能化及个性化

中图分类号：Ｇ２５０．７６ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）24－5774-04

“农家书屋”工程是政府统一规划、组织实施的全国性新农村文化建设的基础工程、民心工程，对于中国西部如贵州省农村地区面临的信息化程度低、科技经济文化落后的现状具有重要意义，仅以贵州省为例，经过相关部门几年的努力，建设的农家书屋已经达到７１６１个，约占全省１．９６万个行政村的３６．５％，政府投入几亿元为每个点配置１０００册图书，此工程将在“十二五”期间全面建成。但问题是图书资料种类少，难以补充新的书刊，且建成后资料信息难以动态更新，不能为农村提供可持续的涉农科技文化信息服务，难以满足广大新一代农村人口的科技文化要求［1，2］。

基于这些问题，为了提升农村信息化水平，切实改善广大农村地区用户信息资源获取方式，结合农村的网络化现实状况设计了依托全省实体农家书屋、面向农村的基于Ｗｅｂ的数字农家书屋项目，构建方便用户使用的综合门户网站，提供多媒体、多维信息资源服务的数字农家书屋信息化系统，并将在贵州省近２万个农家书屋开展大规模推广应用。

１ 系统设计

基于Ｗｅｂ的数字化农家书屋建设在广大农村具有极大的必要性及后发优势，主要体现在能以较少的成本充分体现数字化图书阅读所具有的占地少、硬件和软件投入小、信息量大、更新迅速、借阅方便、不受时间和地点限制等优点。在系统研发中考虑依托贵州省数字图书馆海量数字化资源、农村信息化工程村村通网络的基础设施，通过开发贵州省农家书屋数字化服务平台，提供适合农村用户信息需求和使用习惯的个性化服务，实现农村特色资源多用户实时访问［3］。

该项目的研究与开发重在信息资源建设、服务方式变革、服务质量提升、服务范围拓展等方面，包括两个方面的内容，即基于平台的模块开发以及基于资源的数据集建构，此外还必须考虑基于网络的远程资源推送和维护问题。

１．１ 门户网站

数字农家书屋门户网站是农家书屋信息资源的展示窗口，门户网站整体框架是根据数字资源的生命周期来进行设计的，也就是围绕数字资源的创建、描述、组织、检索、服务和保存来规划和设计。门户展现层整合系统内的所有信息，同时还提供对外的统一访问接口，设计成适合农村用户使用的ＵＩ界面，与其他服务系统或者数字图书馆系统协同服务，确保农村用户在阅读过程中利用图形可视化界面方便、快捷、简单地阅读电子图书、电子期刊等数字化信息资源［4，5］。

针对农村用户在使用农家书屋过程中可能会遇到的困难构建智能化问题库，信息咨询服务采用基于Ａｇｅｎｔ的ＦＡＱ服务形式，用户提出咨询问题，智能Ａｇｅｎｔ自动从问题库中抽取匹配的资料目录推送给提问用户。咨询服务采用实时模式，用户在浏览农家书屋数字化平台时，可以直接通过ＩＭ客户端与Ａｇｅｎｔ代理进行对话，完成咨询过程。

１．２ 资源建设

针对农村地区网络信息化建设的现状，在资源建设中采用在线资源和离线资源两种构建模式，其中在线资源包括电子图书、电子期刊以及相应的农业生产技术和农产品市场价格等，对于广大农村用户具有非常重要的意义，而这些数据信息源离散分布在各个职能部门。因此本项目在在线数字资源构建中采用了基于Ｗｅｂ２．０的数字信息资源构建模式，其核心技术在于网络协同和共享，充分实现重要农业生产信息的自主构建、发布和订阅。最终与数字农家书屋系统中的电子图书、电子期刊等资源整合，构建成一个完整的数字农家书屋信息资源平台。

离线资源部分主要包括电子图书和电子期刊，通过构建电子图书和电子期刊数据库，有效地保证农村用户在网络不便的情况下也能在数字化平台上阅读图书和期刊，该部分离线资源的更新以６个月为周期，通过网络远程推送的方式进行数据库更新［6］。

２ 基于平台的模块开发

研发工作主要集中于构建网站平台及平台的可视化特色实现。

２．１ 平台架构的设计与开发

数字化服务平台是本项目的基础，所有的应用模块和资源库都将整合在该平台上，因此首先设计了架构模型并进行相应的开发。

数据访问层是整个三层模型中的最底层，它主要实现与数据库的交互，即完成数据查询、插入、删除和修改操作。数据访问层为业务逻辑层提供服务，根据业务逻辑层的要求，从数据库中提取数据或修改数据。通过对数据库访问进行优化，提高系统的性能和可靠性。

业务逻辑层为用户界面层提供功能调用，同时它又调用数据访问层所提供的功能来访问数据库，分布式业务组件负责农家书屋数字平台的应用逻辑部署。因此该层是三层架构的关键和应用的核心，成为农家书屋数字化平台模块开发整合的主要基础。

用户界面层用来实现客户机的浏览器中显示的用户界面，是由ＡＳＰ．ＮＥＴＷｅｂＦｏｒｍｓ来实现的。它负责生成用户接口，将应用程序代码和用户接口内容分离的更加结构化，使ＡＳＰ．ＮＥＴ网页能动态地编译到受控类中以提高性能。

２．２ 可视化操作模块的开发

农家书屋数字服务平台的操作主要包括信息浏览、信息检索和信息获取３个部分，主要针对这３个部分进行可视化开发［7，8］。

１）信息浏览的可视化。可视化信息浏览技术的目的就在于交互地改变和增强可视化结构，通过建立图形属性来建立容易被用户感知、理解的可视化结构的视图。目前国际上对可视化信息浏览技术的研究形成了Ｆｏｃｕｓ＋ｃｏｎｔｅｘｔ和Ｚｏｏｍｉｎｇ－ｐａｎｎｉｎｇ两种模式，在农家书屋数字化平台上，利用上述技术，通过对图书、期刊、视频等农家书屋的数字化资源进行优化，用户在浏览过程中直接点击相应的可视化封面或截图即可进入相应的资源获取界面，开发了包括可视化封面或截图对应的图片信息库的建构和展示模块。

２）信息检索的可视化。可视化信息检索是信息可视化技术的一种，其核心是把文献信息、用户提问、各类信息检索模型以及用检索模型进行信息检索的过程中不可见的内部语义关系转换成图形，展示在一个低维的可视化空间中，并向用户提供信息检索服务。

借鉴成功的可视化检索等系统，在该部分主要开发的模块包括：基于Ｔａｇ的检索用关键词近似关联标签云展示模块和相近检索结果内容关联展示模块，前者利用可视化标签云使得用户在检索过程中检索相近内容的操作步骤更加简洁方便，后者根据用户检索的内容自动匹配相似内容与用户检索结果关联，并在独立的模块中展示，提升用户信息检索的易用性。

３）信息获取的可视化。在信息获取阶段主要体现为人机交互的信息可视化实现。人机交互在现阶段主要采用的是以二维图形为主的图形用户界面（ＧＵＩ）和多媒体用户界面。就人机界面中的信息维的处理过程来看，以文本流为主的一维信息已过渡到了以偏重于图形颜色、形状、纹理的维度信息为主的二维信息和显示技术仍以二维平面方式为主的三维信息；信息获取可视化主要是开发集成嵌入式的可直接阅读和播放的图书、期刊和视频，实现阅读利用过程中人机交互信息的可视化，开发集成基于流媒体播放技术的信息呈现模块，即嵌入式阅读器和播放器的集成整合模块，在用户信息资源利用上极大地提升了其易用性。

３ 基于资源的数据集的建构

在利用网络技术提供广泛的数字资源共享服务的同时，着重于农家书屋相关的原生数字特藏资源的发现、挖掘、积累，注意不同特色数据库的数据收集范围，针对农家书屋农村用户的信息需求，构建了专题特色数据库；并严格遵循一般数据库建设的技术规范和数据兼容性，研究载体界面友好的发布形式、保护模式和整合模式，以保证资源具有可使用性、互操作性和可持续性。

３．１ 书刊分类信息的提取目录

选择与农业有关的类目，提取现有资源库中具有农业特征的关键数据并自动获取对应的资源条目信息，用于二次资源库的建构使用。

３．２ 专家咨询系统

数字农家书屋数据体系建设涉及一体化数据处理技术、专家系统技术、数据集成管理、多级数据更新管理、数据共享和交换、数据服务等内容；需要有多源、多尺度数据集成管理，海量数字资源数据快速检索调用，基于网络的分布式数据管理和更新、数据交换、历史数据管理等一些相关技术的支撑。

３．３ 特色资源库的建设

开发建设“贵州省地方志图片全文数据库”、“贵州省地方志图片全文索引数据库”和包括“家庭医疗保健”、“古代名人评述”等特色资源。

４ 数字资源的远程更新

基于网络的本地资源库可以采用３种技术模式进行数据更新，即远程镜像更新、增量更新和远程访问更新。更新内容有数字资源相关目录和咨询服务数据集［9］。

远程镜像更新技术实现全库更新，可以保证数据中心Ａ与Ｂ在某一时刻的数据库保持一致。适用于更新周期较长、数据量大的数据库，这种模式对网络要求较高；远程访问方式是指数据中心可在任何时间监测更新数据并更新数据。这种方式需要双方采用同样的数字资源数据引擎、数据库结构等限制条件。双方基于ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ技术实现接口，技术难度高；而增量交换数据更新指数据中心Ａ将某一时段内更新的数据作为增量进行存储，主动发送或者根据数据中心Ｂ的请求提交。这种更新模式数据量相对较小，对网络压力也较小，主要采用文件的方式进行（图４）。

在这种模式下信息交换标准是关键，进行数据交换的数据中心都要实现标准的数据交换的功能，即拥有转换器和解析器。

在基于互联网的数字农家书屋系统中，为了保证本地农家书屋系统在网络断掉的情况下能够正常使用，采取服务器端数字资源库和用户终端数字资源库同步更新的方法，其要点是：①扫描存储在服务器数据库内数字资源的同步比较表，取得数字资源标识符和相应的添加／修改时间；②将所取得的添加／修改时间与本地数据库中数字资源更新时间相比较；③当两者不相同时，检测本地数据库中是否有相应的用户标识符；④当本地数据库中存在相应的用户标识符时，用服务器数据库中该数字资源标识符下的数字资源内容覆盖本地数据库中相应用户标识符下的数字资源内容；⑤当本地数据库中不存在相应的资源标识符时，将服务器数据库中该数字资源标识符及相应的资源内容复制到本地资源库中；⑥将同步比较表中的本地数据库更新时间刷新为所述添加／修改时间，从而实现数字资源的远程推送和更新。

５ 系统的实现与应用

目前贵州省农家书屋建设相对集中在行政村，离中小学校较近以便于使用；书目的选择贴近农民的需求，农家书屋工程建设资金列为省出版发展专项资金，为农家书屋工程提供了资金保障，设备有能拨号上网的计算机、打印机等硬件设备，为开展农家书屋数字化建设打下了坚实的基础。作为系统核心的基础的数字化资源和重要的网络平台支撑，由贵州省图书馆提供，系统采用２台ＣＩＳＣＯ核心交换机作冗余交换，以ＩＢＭ专用服务器为硬件支撑，配置有ＷＷＷ服务器、代理服务器、书目服务器、邮件服务器、Ｆｔｐ服务器、电子图书及全文数字资源加工与发布服务器，数据存储设备总容量达６ＴＢ，以１００Ｍ带宽光纤接入图书馆，通过绑定ＩＰ地址方式，为每个点提供基于Ｗｅｂ的数字化书刊和咨询服务。

数字农家书屋的建设和推广应用，将在培养农村信息用户人才培养方面起到积极的推动作用。计划在每个站点均要培养至少一名管理人员，使他们具备数字化信息资源管理、利用的能力，能借助数字农家书屋的服务平台切实解决农村用户的信息需求问题。在贵州全省近２万个数字农家书屋站点的推广应用之后，将能培养２万多名具备网络化信息素养的农村信息人才。目前以贵州省农家书屋工程建设的实体为基础，首先选择网络条件较好的贵阳和遵义地区的２００个农家书屋作为试点，取得成功后，已扩大推广到贵州省４个地区的７００个数字农家书屋，在扩展已经建立起来的“村村有书屋、人人有书读”的农村公共阅读网络和阅读体系下，打下未来数字农家书屋推广应用的基础。

６ 结束语

基于Ｗｅｂ的数字农家书屋系统以最新的网络信息技术为支撑，在快速提升贵州省农村地区的信息化应用水平上作用巨大，依托全国农家书屋工程的巨大影响力，开发基于Ｗｅｂ的数字农家书屋系统在全国属于创新性领先的项目，特别是在资源整合、特色服务方面的地方特色和针对性明显，能为全国特别是贵州省经济发展相对较为落后的农村地区信息化水平的提高起到实际的促进作用。

参考文献：

［1］朱 丹．农村综合信息服务模式的可持续发展研究［Ｊ］．图书馆理论与实践，２０１１（１）：４０－４２．

［2］陈建中．农村信息化的对策研究［Ｊ］．贵州财经学院学报，２０１０（６）：９５－１００．

［3］宋 喆，张 伟．基于Ｍｕｌｔｉ－Ａｇｅｎｔ的个性化信息检索模型设计［Ｊ］．图书馆学研究，２０１０（９）：７２－７５．

［4］孙 宇，应 峻，徐一新．数字图书馆与虚拟学习环境的整合研究与实现［Ｊ］．图书馆杂志，２０１０（８）：２２－２５．

［5］陈永娴．信息网络传播权探析［Ｊ］．图书馆学刊，２００６（６）：２９－３１．

［6］刘 梅．贵州公共图书馆数字资源服务探索与实践［Ｊ］．中国出版，２０１０（８）：６４－６６．

［7］石明芳．数字图书馆中的信息可视化技术［Ｊ］．情报杂志，２００６（７）：３２－３５．

［8］张 炯．可视化信息组织与视频数据库［Ｊ］．情报科学，２００４（２）：２３２－２３４．

［9］陈明红．基于复杂网络的信息资源配置研究——以数字图书馆为例［Ｊ］．图书情报工作，２０１０（１０）：４９－５３．